本文介绍了一款自制的高性能质子转移反应飞行时间质谱仪(proton transfer reaction time-of-flight mass spectrometer,PTR-TOF MS),该系统主要由空心阴极放电离子源、质子转移反应管、高效离子传输区及高性能飞行时间质量分析器等组...本文介绍了一款自制的高性能质子转移反应飞行时间质谱仪(proton transfer reaction time-of-flight mass spectrometer,PTR-TOF MS),该系统主要由空心阴极放电离子源、质子转移反应管、高效离子传输区及高性能飞行时间质量分析器等组成。为减少离子在传输过程中的损失,提高系统的性能,保证各级真空稳定,采用四级差分真空设计,其中第一级为质子转移反应管、第二级为射频四极杆离子传输区、第三级为直流四极杆离子传输区、第四级为飞行时间质量分析器。根据质子转移反应试剂离子的质子亲和势大小,该系统可分析绝大多数挥发性有机物,同时排除空气组分的干扰。实验测试表明,系统分辨率(全高半峰宽,full width half maximum,FWHM)优于2069(甲苯),检出限为0.36μg/m3,线性范围为4个数量级,线性相关系数(R2)为0.991。该系统可为环境监测、工业过程及生物医药等领域提供一种新的实时在线快速分析VOCs的方法,加速国内PTR-TOF MS技术的发展,缩小与国际先进水平的差距。展开更多
在线式挥发性有机物(VOCs)分析质谱仪因分析速度快、时间分辨率高、灵敏度高、解谱简单,填补了气相色谱-质谱仪在特定分析应用领域的不足,近年来,在环境监测、食品安全、生命科学研究等领域得到飞速发展和广泛应用。该仪器的定性分析能...在线式挥发性有机物(VOCs)分析质谱仪因分析速度快、时间分辨率高、灵敏度高、解谱简单,填补了气相色谱-质谱仪在特定分析应用领域的不足,近年来,在环境监测、食品安全、生命科学研究等领域得到飞速发展和广泛应用。该仪器的定性分析能力依赖于质谱峰的准确测量与分辨,因此,提高仪器分辨率是重要的发展方向。本研究报道了高分辨率质子转移反应飞行时间质谱仪(PTR-TOF MS 6000)的研制,及其在同名义分子质量、不同分子质量物质的准确鉴别和大气环境实时监测中的探索应用。采用水合离子分子离子反应器作为VOCs的高效电离源,实现了VOCs的软电离。低真空部分离子传输器使用射频四极杆作为离子导向装置,以保证离子传输效率;使用高分辨飞行时间质量分析器实现离子质荷比测定,达到高于6000全高半峰宽(FWHM)分辨率。受益于更高的分辨率,仪器可以实现同名义分子质量、不同分子质量化合物的准确分辨,进一步提高了质子转移反应飞行时间质谱仪的定性能力,拓展了该技术的应用范围。展开更多
利用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/cc-pVDZ水平上,对三过氧化三丙酮(Triacetone triperoxide,TATP)及其质子化离子[TATP+H]+进行了构型优化和质子亲和势(Proton Affinity,PA)计算,研究结果表明,PA(TATP)=866.73kJ/mol大于PA(H2O)=691.0kJ/...利用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/cc-pVDZ水平上,对三过氧化三丙酮(Triacetone triperoxide,TATP)及其质子化离子[TATP+H]+进行了构型优化和质子亲和势(Proton Affinity,PA)计算,研究结果表明,PA(TATP)=866.73kJ/mol大于PA(H2O)=691.0kJ/mol,TATP与H3O+可发生质子转移反应.在自行研制的质子转移反应质谱(Proton transfer reaction mass spectrometry,PTR-MS)装置上,研究了TATP与H3O+反应生成的特征离子.当漂移管中E/N=1.4×10-15V.cm2时,在荷质比m/z=91,75,74,59,43等处观察到了产物离子.降低E/N至0.5×10-15V.cm2后,在m/z=223处观察到了质子化产物离子([TATP+H]+),验证了计算结果;结合[TATP+H]+的构型,分析了TATP质子转移反应产物离子可能的归属及其形成过程.结合PTR-MS漂移管内E/N的改变引起m/z=223,91,43等离子的变化特征,可实现TATP的准确识别和快速定量检测,检测下限达到5.0×10-10mol/L(±50%).展开更多
在自行研制的质子转移反应质谱(Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry,PTR-MS)装置上以丁酮、乙醚等几种常见易制毒化学品为例给出检测结果.发现各自对应唯一的质子化离子峰,谱峰识别简单;分析其他易制毒化学品质子亲和势,说明PT...在自行研制的质子转移反应质谱(Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry,PTR-MS)装置上以丁酮、乙醚等几种常见易制毒化学品为例给出检测结果.发现各自对应唯一的质子化离子峰,谱峰识别简单;分析其他易制毒化学品质子亲和势,说明PTR-MS可以对大部分易制毒化学品检测;对浓度为54±3 nmol/L的甲苯标准气体检测结果为51±0.5 nmol/L,绝对量检测准确;通过分析经铂丝催化后的本底信号得到PTR-MS对易制毒化学品的检测限,其中对甲苯检测下限可达5.0×10-2(±50%)nmol/L.结果表明,PTR-MS可选择合适的漂移管约化场E/N,实现对痕量易制毒化学品快速筛选和准确识别.展开更多
文摘在线式挥发性有机物(VOCs)分析质谱仪因分析速度快、时间分辨率高、灵敏度高、解谱简单,填补了气相色谱-质谱仪在特定分析应用领域的不足,近年来,在环境监测、食品安全、生命科学研究等领域得到飞速发展和广泛应用。该仪器的定性分析能力依赖于质谱峰的准确测量与分辨,因此,提高仪器分辨率是重要的发展方向。本研究报道了高分辨率质子转移反应飞行时间质谱仪(PTR-TOF MS 6000)的研制,及其在同名义分子质量、不同分子质量物质的准确鉴别和大气环境实时监测中的探索应用。采用水合离子分子离子反应器作为VOCs的高效电离源,实现了VOCs的软电离。低真空部分离子传输器使用射频四极杆作为离子导向装置,以保证离子传输效率;使用高分辨飞行时间质量分析器实现离子质荷比测定,达到高于6000全高半峰宽(FWHM)分辨率。受益于更高的分辨率,仪器可以实现同名义分子质量、不同分子质量化合物的准确分辨,进一步提高了质子转移反应飞行时间质谱仪的定性能力,拓展了该技术的应用范围。
文摘利用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/cc-pVDZ水平上,对三过氧化三丙酮(Triacetone triperoxide,TATP)及其质子化离子[TATP+H]+进行了构型优化和质子亲和势(Proton Affinity,PA)计算,研究结果表明,PA(TATP)=866.73kJ/mol大于PA(H2O)=691.0kJ/mol,TATP与H3O+可发生质子转移反应.在自行研制的质子转移反应质谱(Proton transfer reaction mass spectrometry,PTR-MS)装置上,研究了TATP与H3O+反应生成的特征离子.当漂移管中E/N=1.4×10-15V.cm2时,在荷质比m/z=91,75,74,59,43等处观察到了产物离子.降低E/N至0.5×10-15V.cm2后,在m/z=223处观察到了质子化产物离子([TATP+H]+),验证了计算结果;结合[TATP+H]+的构型,分析了TATP质子转移反应产物离子可能的归属及其形成过程.结合PTR-MS漂移管内E/N的改变引起m/z=223,91,43等离子的变化特征,可实现TATP的准确识别和快速定量检测,检测下限达到5.0×10-10mol/L(±50%).
文摘在自行研制的质子转移反应质谱(Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry,PTR-MS)装置上以丁酮、乙醚等几种常见易制毒化学品为例给出检测结果.发现各自对应唯一的质子化离子峰,谱峰识别简单;分析其他易制毒化学品质子亲和势,说明PTR-MS可以对大部分易制毒化学品检测;对浓度为54±3 nmol/L的甲苯标准气体检测结果为51±0.5 nmol/L,绝对量检测准确;通过分析经铂丝催化后的本底信号得到PTR-MS对易制毒化学品的检测限,其中对甲苯检测下限可达5.0×10-2(±50%)nmol/L.结果表明,PTR-MS可选择合适的漂移管约化场E/N,实现对痕量易制毒化学品快速筛选和准确识别.
